3.2.2 Работа на активно-индуктивную нагрузку

Анализ данного режима (рис. 3.2) важен для изучения влияния на процессы в выпрямителях сглаживающих фильтров с дросселем во входной цепи, например, при работе выпрямителя на обмотку электромагнита или обмотку машины постоянного тока мощностью до 1 кВт. Влияние индуктивности L_d заключается в следующем: энергия, запасенная в дросселе при нарастании тока i_d, увеличивает длительность _ протекания тока через вентиль. При  = 0 _>, а при 0 значение _ уменьшается. При _ >  в момент перехода напряжения u₂ через 0 вентиль V не может закрываться. Вследствие этого напряжение u_d будет нарастать в сторону отрицательной полуволны до тех пор, пока ток в вентиле не уменьшится до нуля.

При длительности импульса управляющего тока, равном , вентиль V не может закрыться после перехода напряжения u₂ через 0 даже после уменьшения тока в вентиле до нуля в силу того, что не выполняется второе условие закрывания вентиля V (не отсутствует импульс управляющего тока) до окончания управлябющего импульса.

Значение _ зависит от угла управления  и _н (_н = аrctg L_н/R_н).

Эти зависимости показаны на рис. 3.7.

Р ис. 3.3. Однофазный однополупериодный выпрямитель при активно - емкостной нагрузке (а) и временные диаграммы его работы, (б)для идеального выпрямителя, (в)для реального выпрямителя

3.2.3 Работа однофазного однополупериодного выпрямителя на активно-емкостную нагрузку

Эта схема (рис. 3.3) используется при малых токах нагрузки. На интервале ₁    ₂ ток, потребляемый от сети, протекает через вентиль, и конденсатор С заряжается. Как только напряжение на конденсаторе u_c , станет равно или больше напряжения u₂ , вентиль V закрывается. После запирания вентиля ток нагрузки обеспечивается конденсатором, который разряжается, и напряжение u_d снижается по экспоненциальному закону с постоянной времени  = RC. Очевидно, пульсации U_d зависят от . Если  больше 3/f и сопротивление о бмотки трансформатора меньше сопротивления нагрузки, выпрямленное напряжение остается в течение всего периода практически постоянным и примерно равным ·U₂.

Так как ток i_V протекает через диод лишь в течение небольшой доли периода, диод переиспользуется по току (рис. 3.3, 6).

В реальных схемах, т. е. если преобразователь не считать идеальным, напряжение на конденсаторе С, а следовательно, и напряжение u_d на интервале ₁ – ₂ оказываются несколько меньше напряжения u₂ вследствие падения напряжения в цепи заряда от протекания зарядного тока. Падение напряжения u складывается из падения напряжений на активных сопротивлениях первичной и вторичной обмоток трансформатора, соединительных проводах и падения напряжения на диоде. При этом временные диаграммы напряжения u_d тока вентиля i_V имеют вид, показанный на рис. 3.3, в. Следовательно, и зарядный ток конденсатора, и ток вторичной обмотки трансформатора, и ток вентиля i_V имеют вид импульсов с амплитудой I_VM . С учетом коэффициента трансформации К_T такую же форму имеет и первичный ток i₁ .

Однако при расчетах преобразовательных установок в энергетике значение u₂ принимают на зажимах вторичных обмоток трансформатора под номинальной нагрузкой. Таким образом, на долю u остается падение напряжений в вентиле и активных сопротивлениях соединительных проводов. Вследствие этого им можно пренебречь при анализе работы преобразователей, а учитывают только при расчете токов короткого замыкания.